Физика твердого тела: Письменные лекции. Шерстюк А.И. - 65 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СЗТУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

направлении.(Рисунок 35). Это приводит к понижению потенциального
барьера на эмиттерном переходе и повышению – на коллекторном. В
результате электроны из эмиттерной области инжектируются
(впрыскиваются) через понизившийся потенциальный барьер эмиттерного
перехода в базовую область, где они являются неосновными носителями.
В результате концентрация электронов у эмиттерного перехода
превышает равновесную в exp[eV
э
/(kT)] раз, а у коллекторного перехода
она практически равна нулю. Поэтому инжектированные в базовую
область электроны в результате диффузии достигают коллекторного
перехода, практически не рекомбинируя в базе, и в нем ускоряются
электрическим полем. Таким образом электронный ток эмиттерного
перехода транзистора течет не через базовый его вывод, а через коллектор
и далее
через сопротивление нагрузки. Ток эмиттера I
э
складывается из
электронной, I
nэ ,
и дырочной части, I
рэ
, компонент (I
э
= I
nэ
+ I
рэ
). В n – p
– n транзисторе эффект усиления достигается только за счет электронной
составляющей. Поэтому эффективность эмиттера (коэффициент
инжекции) γ определяется соотношением:
γ = I
nэ
/I
э
= I
nэ
/(I
nэ
+ I
pэ
) (72)
Поскольку плотность тока пропорциональна концентрации носителей,
для того чтобы повысить эффективность эмиттера необходимо легировать
эмиттер намного сильнее, чем базу ( N
d
>> N
a
).
Далее инжектированные в базу электроны диффундируют в сторону
коллекторного перехода. Вследствие рекомбинации с дырками в базовой
области только часть электронов достигает коллектора. Отношение
β = J
к
/J
nэ
~ 1 – 0,5 (a/L
n
)
2
(73)
называется коэффициентом переноса. Здесь а – толщина базы, L
n
–
диффузионная длина для электронов, L
n
= (D
n
τ)
½
, D
n
– коэффициент
диффузии, τ -время жизни.
Если толщина базы невелика ( a<< L), β ∼ 1. Так, при а = 10
– 5
м, L = 10
– 3
м, β = 0,999.Это означает, что в реальных транзисторах почти все
электроны, инжектированные в базовую р – область, достигают
коллектора.
Основным параметром транзистора является коэффициент усиления по
току α, который выражает отношение изменения тока коллектора к
вызвавшему его изменению тока эмиттера при постоянном напряжении на
коллекторном переходе,
α = I
k
/I
э
= γβ (74)

Страницы